PLC技术在电气设备自动化控制中的应用

高利强

【摘 要】在以往的电气设备自动化控制过程中，电气的控制通常是采用连接线的形式实现的，但是由于这些连接线的维护工作耗时巨大，并且很难保证电气设备的运行质量，尤其是在较长的复杂线路中就更是显得捉襟见肘，给电气线路的维护带来了很大的困难。本文主要从PLC技术在电气设备自动化控制中的应用入手，通过对PLC技术的相关理论知识的介绍，了解PLC在电气设备自动化中的应用，并且结合相关理论和工程实践对其将来的发展前景做出预测。

【关 键 词】 PLC技术；电气设备自动化控制；应用

【中图分类号】S972.7+4【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0243-01

1.引言

PLC技术在电气设备自动化控制中得到了越来越广泛的应用，这主要是得益于传统的电气控制技术的一些不足。PLC技术的运用有效的克服了传统控制系统使用复杂、维护检修复杂的缺点给电气设备的自动化控制带来了新的发展，是电气设备自动化控制的复杂度大大的降低，减小了人力物力的消耗，提高了企业的生产效率，降低了企业的生产成本。也正是由于PLC技术的大规模投入应用，才使得一些行业取得了突飞猛进的发展，大幅度的降低了对资源的消耗，提高了生产效率，因此，可以说，PLC技术为现代化建设做出了不可忽视的贡献。

2.PLC技术理论

国际电工委员会（IEC）于1987年颁布了可编程控制器的标准及其定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充功能的原则。

PLC技术具有以下主要特点（1）可靠性高，抗干扰能力强。为保证PLC能在工业环境下可靠工作，在设计和生产过程中采取了一系列硬件和软件的抗干扰措施，主要有以下几个方面：①隔离，这是抗干扰的主要措施之一。PLC的输入、输出接口电路一般采用光电耦合器来传递信号，这种光电隔离措施，使外部电路与内部电路之间避免了电的联系，可有效地抑制外部干扰源对PLC的影响，同时防止外部高电压窜人，减少故障和误动作。②滤波，这是抗干扰的另一个主要措施。在PLC的电源电路和输入、输出电路中设置了多种滤波电路，用以对高频干扰信号进行有效抑制。③对PLC的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施，以减少外界干扰，保证供电质量。另外使输入/输出接口电路的电源彼此独立，以免电源之间的干扰。（2）功能完善，扩充方便，组合灵活，实用性强。现代PLC所具有的功能及其各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块，可以方便、灵活地组成不同规模和要求的控制系统，以适应各种工业控制的需要。（3）编程简单，使用方便，控制程序可变，具有很好的柔性。PLC继承了传统继电器控制电路的读图习惯，采用面向控制过程和操作者的“自然语言”。（4）体积小，重量轻，功耗低。由于PLC是专为工业控制而设计的，其结构紧密、坚固、体积小巧，是实现机电一体化的理想控制设备。（5）安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/0端相连接，写入PLC的应用程序即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。PLC还有强大的自检功能，可进行自诊断。其结果可自动记录，这为它的维修增加了透明度，提供了方便。（6）环境要求低，适用于恶劣的工业环境PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣的环境下工作，能在强电磁干扰环境下可靠工作。这是PLC产品的市场生存价值。（7）易学易用PLC是面向工矿企业的工控设备，接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

3.PLC技术在电气设备自动化控制中的应用

3.1PLC技术在顺序控制中的应用

顺利控制大量应用与生产企业的控制系统，主要是实现对于相关的电气设备的顺序控制，例如在钢铁生产、火力发电、机械制造等众多的子系统中都是运用了顺序控制的方式。以输煤系统的顺序控制系统为例进行分析。众所周知，输煤控制系统设计水平直接关系到企业的生产效率以及煤炭资源的利用率问题，通常情况下，顺序控制系统做的越好，就会使得煤炭在输送中的效率越高，从根本上提高生产效率。目前的输煤系统已经基本实现了PLC技术的应用，这对于提高生产效率的效果是很显著的，同时能够有效的减少企业对于生产操作人员的需求，降低企业的生产成本，增加企业的利润率。而且PLC技术的投入可以使得大量的生产流程实现无人值守生产，这也有利于提高企业生产的稳定性、降低企业对于人员的依赖，加快企业的现代化步伐。

3.2在开关量控制中的应用

根据对PLC技术的分析，其实质是通过定义虚拟继电器来取代机械继电器，并且可以忽略其系统反映时间，其返回值也是无关紧要，因此PLC技术在开关量控制中具有很高的实用价值。例如在常用的断路器电路系统中，传统的断路器大都是采用机械继电器进行控制，需要较长的反应时间，对于控制信息不能做到准确及时的传递。然而在PLC技术在断路器中应用以后，就会立即改善系统的反应时间，可以对系统的信息做到及时的相应，加快系统的反映速度，提高电气设备的自动化控制水平，提高系统的可靠性，降低对电气设备的损坏。

3.3 PLC技术应用前景

目前PLC的应用主要是在较低频率下，这主要是由于目前的PLC工艺等原因的影响，使得PLC缺乏一定的抗干扰能力，当PLC应用在复杂电磁环境时，就会产生系统信息的错误，影响系统的可靠性，妨碍正常的生产过程，甚至可能造成重大的经济损失，因此在未来的PLC技术中要加强对PLC技术可靠性的研究，加大其在复杂电磁环境中的应用研究，增强其抗干扰的能力，同时在PLC的应用中要加强对于系统整体设计、安装过程中的研究，尽最大可能降低环境对于PLC的影响，提高系统的可靠性能，将外界因素对于系统的影响降低到最小。而且PLC技术的应用也需要借鉴其他一些成熟技术在电气设备自动化控制中应用的经验，结合PLC技术的特点及优化进行适当的吸收和学习，加快推进PLC技术在电气控制领域的推广和应用，从根本上提高企业生产效率，降低能源资源消耗。

4.结束语

本文介绍的PLC技术是目前电气控制领域较先进的技术，由于它的技术优势，能够有效的解决传统控制方式存在的问题，降低企业生产成本，减少能源资源消耗，起到加快建设“资源节约型”社会的目标。但是由于PLC技术本身也存在着一些技术瓶颈有待克服，因此在今后的PLC技术在电气设备自动化控制领域的研究中要加强对于PLC技术应用可靠性和在复杂的电磁环境中应用的研究，以期更好的实现PLC技术的应用。

参考文献

[1] 刘光启，周亚夫.PLC技术及应用[M].浙江大学出版社，2008

[2] 卫峰，牧运华.PLC在电气设备自动化控制中的应用[J].电源技术应用，2012

[3] 叶晓辉.PLC在电气自动化中的应用现状与发展前景概述[J].中国新技术新产品，2009